Zr(Ⅳ)改性壳聚糖小球对F~-的吸附性能研究

制备了Zr(Ⅳ)改性壳聚糖小球(ZrCh),并采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)进行分析,同时考察pH、共存阴离子对ZrCh吸附F~-的影响。结果表明:(1)通过对ZrCh的FTIR和XRD分析,证明了Zr(Ⅳ)参与了吸附F~-过程。(2)中、碱性条件下有利于ZrCh对F~-的吸附。ZrCh对F~-的吸附速率较快,在60min内达到吸附平衡。20℃时,F~-平衡质量浓度为1mg/L的平衡吸附量达到6.5mg/g,而实际最大吸附量达到15mg/g以上。(3)ZrCh对F~-的吸附用拟二级动力学方程、Langmuir方程能很好地描述。ZrCh对F~-的吸附过程是物理吸附过程,其吸附主要是由壳聚糖骨架上的Zr(Ⅳ)对F~-的静电引力和OH-与F~-的离子交换完成。     

5种铁氧化物去除As(V)性能的比较研究

为了从铁氧化物中筛选得到潜在经济有效的除砷材料,对5种铁氧化物去除As(V)的性能进行了比较研究。吸附实验结果表明,其吸附容量依次为施氏矿物四方纤铁矿水铁矿赤铁矿针铁矿,其吸附过程均符合准二级动力学,约24 h时吸附达到平衡。其中,pH=5时,施氏矿物的吸附容量达到83 mg/g。分别投加500 mg/L和300 mg/L的施氏矿物,可将含砷1.484 mg/L和0.850 mg/L、高TOC含量和高pH特征的模拟配水砷浓度降至0.01 mg/L以下。鉴于施氏矿物良好的吸附除砷性能,进一步通过SEM、FTIR和电位滴定对其表面特性进行了深入研究,结果显示,本研究中制备的施氏矿物存在结构性或表面吸附的SO42-,其(质子)表面位密度约为4.32个/nm2,表面质子化常数pK1为4.60,pK2为-8.98。     

铝污泥吸附六价铬的特征和机理

铝污泥是给水处理过程中不可避免的副产物,为了解其资源化利用作为吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为和吸附特征,本研究通过静态实验研究了铝污泥的水解特征、Cr(Ⅵ)在铝污泥上的吸附机理和影响因素。结果表明,(1)铝污泥表面的主要官能团为羟基、SO24-和Cl-;(2)铝污泥与Cr(Ⅵ)的吸附过程中,液相中Cr(Ⅵ)的浓度随吸附时间延长而降低(由20 mg/L降为15.42 mg/L),同时,液相中pH由6.01升高为7.06、SO24-由8.79 mg/L升高为11.40 mg/L、Cl-由10.54 mg/L升高为11.88 mg/L,这一结果表明,HCrO4-与铝污泥表面的羟基、SO24-、Cl-等官能团交换,其吸附机理为配体交换;(3)pH是影响Cr(Ⅵ)在铝污泥上的吸附量的主要因素,当pH由4.0升高至10.0时,吸附容量由7.63 mg/g下降为0.70 mg/g。实验表明,铝污泥作为一种新型的Cr(Ⅵ)吸附剂具有较高吸附能力和应用前景,并为优化吸附工艺提供了技术支撑。     

赋磁硅气凝胶的制备、表征和吸附异狄氏剂特性

以工业水玻璃为硅源,采用六甲基二硅胺烷(HMDZ)作为改性剂,掺杂纳米级Fe3O4,通过溶胶-凝胶、常压干燥技术,制备得到赋磁硅气凝胶吸附材料(MSA)。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、比表面分析(BET)及振动样品磁强计(VSM)等方法对其结构进行了表征,并对其吸附性能进行研究。结果表明,制得的赋磁硅气凝胶接触角在113°～116°之间,比表面积可达589.79 m2/g,密度约为0.192 g/cm3,饱和磁化强度约为0.44 emu/g,具有超顺磁性。赋磁硅气凝胶对疏水性有机物异狄氏剂表现出良好的吸附性能,符合Freundlich等温吸附模型,KF为42.91;吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附速率常数为0.0341 g/(mg.min)。     

除氟活性铝氧化物(AlO_xH_y-F_n)的吸附除砷性能

以活性铝氧化物AlOxHy处理某高氟地下水的中试实验获得的吸附剂废料AlOxHy-Fn为对象,考察其对三价砷(As(Ⅲ))和五价砷(As(Ⅴ))吸附去除性能,并对吸附机理进行了探讨。研究显示,AlOxHy-Fn为多孔无定型且具有不规则表面的絮状结构,比表面积为218.88 m2/g,零电荷点pHZPC在pH为8左右;AlOxHy-Fn可快速吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ),且反应24 h后的平衡吸附量分别为0.60和3.41 mg/g,朗格缪尔模型可以很好地描述As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在AlOxHy-Fn表面的吸附,且As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最大吸附容量分别为13.63和63.27 mg/g;AlOxHy-Fn在pH=4~10范围内对As(Ⅴ)去除率在90%以上,As(Ⅲ)在中性和弱碱性pH范围内吸附效果较好,但去除率仍在32%以下。AlOxHy-Fn表面性质、砷形态分布特征等对As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的吸附有重要影响,电负性As(Ⅴ)较电中性As(Ⅲ)更容易吸附在AlOxHy-Fn表面。AlOxHy-Fn吸附除砷过程中,在pH为6时氟溶出量最低(0.40 mg/g),过高或过低pH均会导致氟溶出量增大;氟溶出量与As(Ⅴ)吸附量之间有明显正相关关系(R2=0.97),但与As(Ⅲ)吸附量无相关关系;铝溶出量在pH为4~10范围内均很低。将AlOxHy-Fn回用作为除砷吸附剂去除工业含砷废水的砷具有良好的技术经济可行性,且将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)是提高去除效果的重要手段。     

改性竹活性炭去除汞离子

采用溴化钾、碘化钾和硫磺对竹活性炭掺杂改性,利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定滤液中汞离子浓度,用除汞效率和吸附容量评价活性炭对溶液中汞离子的吸附性能,探讨其吸附机理。结果表明,掺杂改性明显提高了竹活性炭的除汞性能。原竹活性炭的除汞效率为78.6%,吸附容量为2.210 mg/g;经碘化钾、溴化钾和硫磺掺杂改性后的竹活性炭除汞效率分别为94.3%、93.8%和88.8%,吸附容量分别为2.830、2.813和2.663 mg/g;经溴化钾(碘化钾)和硫磺联合改性的竹活性炭对水溶液中汞离子的吸附性能性能又有提高,其中以先载硫后载溴化钾的方法除汞效果最好,除汞效率达96.6%,吸附容量为2.898 mg/g。     

表面活性剂对Cd2+在沉积物上吸附行为的影响

以Cd2+为重金属代表,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(TX-100)为表面活性剂代表,用实验模拟法研究了3种类型的表面活性剂对Cd2+在沉积物上吸附行为的影响.结果表明,不同种类的表面活性剂对Cd2+在沉积物上的吸附影响不同,SDBS对Cd2+的吸附影响可分为2个阶段,当SDBS初始质量浓度从0 mg/L增加到2 600 mg/L,Cd2+的吸附量从1.52 mg/g增至1.88 mg/g,增加了23.7%,随着SDBS初始浓度继续增加,Cd2+的吸附量开始下降,当SDBS初始质量浓度增至16 000 mg/L,Cd2+的吸附量降低至0.34 mg/g;CPC主要通过在溶液中电离出CP+,CP+与Cd2+竞争沉积物表面的吸附位从而抑制Cd2+的吸附,当CPC初始质量浓度从0 mg/L增加至16 000 mg/L,Cd2+的吸附量从1.50 mg/g降低至0.52 mg/g;TX-100能轻微抑制Cd2+在沉积物上的吸附,当TX-100初始质量浓度从0 mg/L增加到16 000 mg/L时,Cd2+吸附量从1.52 mg/g减少至1.35 mg/g.     

多孔镁铝复合氧化物对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

以镁盐、铝盐、纯碱和烧碱为原料制备了一种多孔镁铝复合氧化物(P-Mg3.1AlO4.6),其比表面积、平均孔径和总孔容分别为206.3 m2/g、8.961 nm和0.4208 cm3/g。研究了这种多孔材料对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能,在25～45℃时,静态吸附量为82.32～141.7 mg/g;当初始浓度100 mg/L、流速5 mL/min、床层高度10 cm和pH=6时,半穿透时间、半穿透吸附量和饱和吸附量分别为406 min、49.28 mg/g和51.30 mg/g;拟合参数及误差分析表明,Cr(Ⅵ)在P-Mg3.1AlO4.6上的静态吸附过程符合Freundlich等温方程式和伪二级动力学方程,Yoon-Nelson模型能很好地预测Cr(Ⅵ)在P-Mg3.1AlO4.6上的动态穿透曲线。     

4种人工湿地基质对马拉硫磷的吸附特性

通过基质对马拉硫磷的等温吸附和吸附动力学实验,研究天然土壤、煤渣、沸石、砾石对马拉硫磷的吸附特性,为人工湿地处理含马拉硫磷废水提供理论依据.结果表明:马拉硫磷浓度为2.25 ～ 90 mg/L条件下,Langmuir和Freundlich方程均能较好地拟合4种基质对马拉硫磷的等温吸附过程,并且Freundlich方程的拟合效果要好于Langmuir方程.马拉硫磷的理论饱和吸附量大小依次为天然土壤(9.9304 mg/g)＞煤渣(1.6173 mg/g)＞沸石(0.6039 mg/g)＞砾石(0.3965 mg/g).4种基质对马拉硫磷的缓冲能力大小依次为天然土壤＞煤渣＞沸石＞砾石,即当进水马拉硫磷浓度波动较大时,作为湿地基质天然土壤使人工湿地系统维持稳定出水水质的能力最强.马拉硫磷浓度为4.5 mg/L条件下,吸附动力学模型Elovich方程能较好地拟合4种基质对马拉硫磷的吸附动力学特征,说明4种基质对马拉硫磷的吸附是表面吸附和内部扩散吸附共同作用的结果.因此,天然土壤和煤渣适宜作为处理含马拉硫磷废水的人工湿地基质.     

不同硅铝比的ZSM-5型沸石分子筛吸附水中Cu2+离子的研究

考察了3种不同硅铝比的ZSM-5沸石分子筛（25H、38H和50H,25、38和50为硅铝比）对水中Cu²⁺的吸附过程及其影响因素。结果表明,3种材料均能有效吸附去除水中Cu²⁺离子,动力学符合假二阶动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式。3种材料吸附速率及吸附容量顺序为：25H＞50H＞38H,其中,25H最大吸附容量达到12.83 mg/g。投加量由0.8 g/L增加至2.0 g/L,材料对Cu²⁺吸附去除率由87.0%增加至97.5%。考察水中常见阳离子对吸附的干扰作用,结果表明,干扰离子的影响顺序为：Pb²⁺> K⁺> Na⁺ > Mg²⁺;随着干扰离子浓度的增大,材料对Cu²⁺的去除率显著下降。硅铝比及晶粒形貌均对沸石分子筛吸附Cu2+有较大影响,小的孔径不利于Cu²⁺的吸附,低硅铝比有利于Cu²⁺在分子筛上的吸附。